DE102012110985B4 - Verfahren zur Bestimmung eines Temperaturbereichs eines in einem Tank befindlichen Reduktionsmittels für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Verfahren zur Bestimmung eines Temperaturbereichs eines in einem Tank befindlichen Reduktionsmittels für ein Kraftfahrzeug Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Bestimmung eines Temperaturbereichs eines in einem Tank (1) befindlichen Reduktionsmittels (2) für ein Abgasnachbehandlungssystem eines Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsmotor, mit folgenden Verfahrensschritten: a. Erfassen einer Temperatur (TT) des Tanks (1), b. Erfassen einer Umgebungstemperatur (TU) des Kraftfahrzeugs, c. Erfassen der Differenz der Temperatur (TD) des Tanks und der Umgebungstemperatur des Kraftfahrzeugs, d. Festlegen einer Temperatur (TR) des im Tank befindlichen Reduktionsmittels (2) anhand der in den Schritten a) bis c) erfassten Temperaturen und e. Speichern der in den Schritten a) bis d) erfassten oder festgelegten Temperaturen und f. Wiederholen der Schritte a) bis e) nach einer vordefinierten Zeitspanne.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Temperaturbereichs eines in einem Tank befindlichen Reduktionsmittels für ein Abgasnachbehandlungssystem eines Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsmotor.
  • Zum Betreiben eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges ist es bekannt, im Abgasbereich eine Abgasnachbehandlung durchzuführen, um insbesondere die im Abgas des Verbrennungsmotors enthaltenen Stickoxide (NOx) in Gegenwart eines Reduktionsmittels zu Stickstoff reduziert. Hierdurch kann der Anteil von Stickoxiden im Abgas erheblich vermindert werden.
  • Für den Ablauf der Reaktion wird Ammoniak (NH3) benötigt, das dem Abgas zugemischt wird. Als Reaktionsmittel bzw. Reduktionsmittel werden daher NH3 bzw. NH3-abspaltende Reagenzien eingesetzt. In der Regel wird hierfür eine wässrige Harnstofflösung (Harnstoffwasserlösung) verwendet, die mit Hilfe einer Dosiereinrichtung in den Abgasstrang eingespritzt wird. Aus dieser Lösung bildet sich NH3, das als Reduktionsmittel wirkt.
  • Zur Bevorratung der Harnstoffwasserlösung ist ein Reduktionsmitteltank vorgesehen. Das flüssige Reduktionsmittel wird in dem Behälter bzw. Tank gelagert und mittels einer Pumpe über eine Leitung von dem Tank zu einer Dosierstelle befördert, wo die Dosiereinrichtung eine für die Abgasnachbehandlung notwendige Menge Reduktionsmittel beziehungsweise Harnstofflösung in das Abgas einspritzt.
  • Damit eine möglichst effiziente Abgasnachbehandlung erfolgen kann, ist es notwendig die Temperatur des Reduktionsmittels beziehungsweise der Harnstofflösung möglichst genau zu kennen. Allerdings ist es nicht möglich die Temperatur des Reduktionsmittels beziehungsweise der Harnstofflösung direkt im Tank zu messen, da ein dort angebrachter Temperatursensor aufgrund der chemischen Aggressivität des Reduktionsmittels beziehungsweise der Harnstofflösung angegriffen und nach kurzer Zeit seinen Betrieb einstellen würde.
  • Bei bekannten Systemen erfolgt die Temperaturbestimmung des Reduktionsmittels beziehungsweise der Harnstofflösung deshalb dadurch, dass bei einem Starten des Verbrennungsmotors mit Hilfe eines Abgasnachbehandlungssteuergerätes und eines am Tank angebrachten Temperatursensors einmalig die Temperatur des Tanks gemessen und gespeichert wird. Nach kurzer Fahrzeit des Kraftfahrzeuges wird nun angenommen, dass die Umgebungstemperatur von äußeren Einflüssen, wie beispielsweise Sonneneinstrahlung oder dergleichen, bereinigt ist. Anschließend wird mittels eines Umgebungstemperatursensors und des Abgasnachbehandlungssteuergerätes die Umgebungstemperatur gemessen und gespeichert. Durch Vergleich der Umgebungstemperatur mit der Temperatur des Tanks wird dann auf die Temperatur des Reduktionsmittels beziehungsweise der Harnstofflösung geschlossen. Damit diese Temperaturbestimmung hinreichend gut funktioniert, ist es allerdings notwendig, dass die Abstellzeit vor dem Starten des Verbrennungsmotors eine Mindestdauer von fünf bis sechs Stunden überschritten hat. Allerdings ist die Schwankungsbreite der so bestimmten beziehungsweise festgelegten Temperatur des Reduktionsmittels beziehungsweise der Harnstofflösung immer noch deutlich zu hoch, da sie um +/–50 Kelvin schwanken kann. Insofern ist eine effiziente Abgasnachbehandlung nur unzureichend möglich, da eine zu ungenaue Temperaturbestimmung des Reduktionsmittels beziehungsweise der Harnstofflösung vorliegt um diese exakt Dosieren zu können. Noch anzumerken ist hierbei, dass bei den zuvor beschriebenen Temperaturbestimmungen eine Heizung für das Reduktionsmittel nicht betrieben wird, damit dadurch keine Verfälschung der Temperaturbestimmungen erfolgt.
  • DE 10 2007 035 983 A1 zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden in einem sauerstoffhaltigen Abgas eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Dieselmotors. Eine Reduktionsmittelflüssigkeit wird aus einem Vorratsbehälter gefördert und über eine Zuleitung, gegebenenfalls unter Umsetzung in ein Reduktionsmittel für Reaktion mit den Stickoxiden dem Abgas vor einem Reduktionskatalysator beigegeben. Zur Charakterisierung der Temperatur der Reduktionsmittelflüssigkeit wird ein Temperaturparameter sowie ein Stillstand des Verbrennungsmotors erfasst.
  • DE 10 2010 038 361 A1 umfasst ein Verfahren zur Messung der Temperatur eines Mediums, wobei das Medium in Kontakt mit wenigstens einer Heizeinrichtung steht und die Heizeinrichtung wenigstens ein PCT-Element aufweist. Es wird wenigstens eine Größe, die den Strom und/oder die Spannung und/oder den Widerstand am PCT-Element während des Betriebs der Heizeinrichtung charakterisiert, erfasst. Aus diesen erfassten Werten wird wenigstens ein Leitwert gebildet. Aus dem von der Zeit abhängigen Leitwert wird wenigstens ein Prädiktor gebildet, der zum Rückschluss auf die Temperatur des Mediums ausgewertet wird.
  • DE 10 2007 000 526 A1 beschreibt eine Abgasreinigungsvorrichtung für eine Kraftmaschine. Ein DPF- und ein SCR-Katalysator sind in einem Abgasrohr vorgesehen und ein Harnstofflösungszugabeventil ist zwischen dem DPF- und dem SCR-Katalysator zum Zugeben einer Harnstofflösung zuvor in das Abgasrohr vorgesehen. Bei einem Harnstofflösungszuführungssystem wird die Harnstofflösung mit einer vorgeschriebenen Konzentration in einem Harnstofflösungsbehälter gespeichert und eine Harnstofflösungspumpe ist in dem Behälter vorgesehen.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung eines Temperaturbereichs eines in einem Tank befindlichen Reduktionsmittels für ein Abgasnachbehandlungssystem eines Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsmotor bereitzustellen, mit dem eine effiziente Abgasnachbehandlung nachweisbar ist, da nur dann den gesetzlichen Bestimmungen Rechnung getragen und eine Betriebserlaubnis erteilt werden kann.
  • Die nachweisbare effiziente Abgasnachbehandlung für ein solches Abgasnachbehandlungssystem ist nur dann sicher gestellt, wenn die Funktion dieser Bestimmung des Temperaturbereichs fehlerfrei nachweisbar ist.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung eines Temperaturbereichs eines in einem Tank befindlichen Reduktionsmittels für ein Abgasnachbehandlungssystem eines Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsmotor, weist folgende Verfahrensschritte auf:
    • a) Erfassen einer Temperatur des Tanks,
    • b) Erfassen einer Umgebungstemperatur des Kraftfahrzeugs,
    • c) Erfassen der Differenz der Temperatur des Tanks und der Umgebungstemperatur des Kraftfahrzeugs,
    • d) Festlegen einer Temperatur des im Tank befindlichen Reduktionsmittels anhand der in den Schritten a) bis c) erfassten Temperaturen und
    • e) Speichern der in den Schritten a) bis d) erfassten oder festgelegten Temperaturen und
    • f) Wiederholen der Schritte a) bis e) nach einer vordefinierten Zeitspanne.
  • Durch die Wiederholung der Erfassung beziehungsweise Festlegung der Temperatur des Tanks, der Umgebungstemperatur des Kraftfahrzeugs, die Differenz der beiden Temperaturen und der Temperatur des Reduktionsmittels sowie das Speichern dieser Temperaturwerte ist ein großer Datenpool geschaffen, anhand dessen sich der Temperaturbereich in dem sich das Reduktionsmittel befindet deutlich einschränken lässt. Dadurch lässt sich das Reduktionsmittel viel effizienter in der Abgasnachbehandlung dosieren, was eine signifikante Reduzierung der Stickoxide im Abgas zur Folge hat, die ohne eine genaue Temperaturbestimmung des Reduktionsmittels nicht erreicht werden kann. Der Temperaturbereich, in dem sich das Reduktionsmittel befindet, lässt sich somit von einem Bereich +/–50 Kelvin, wie er im Stand der Technik bei einmaliger Temperaturbestimmung gegeben ist, auf +/–20 Kelvin reduzieren. Die Fehlerfreiheit, über die derzeitig standardisierte elektrische Überwachung hinaus, erfolgt erfindungsgemäß mit einer physikalischen Temperatur-Plausibilierung. Hierzu ist eine möglichst genaue Erfassung der Temperaturmesswerte notwendig. Dies wird durch das erfindungsgemäße Verfahren sichergestellt und macht somit erstmals überhaupt solch eine Plausibilisierung sinnvoll möglich.
  • Da das Reduktionsmittel im Tank eine bestimmte Wärmekapazität aufweist, welche bei der Bestimmung der Temperatur des Reduktionsmittels berücksichtigt werden muss, wird zusätzlich der Füllstand des Tanks bei der Erfassung und Festlegung der Temperatur des Tanks, der Umgebungstemperatur des Kraftfahrzeugs, die Differenz der beiden Temperaturen und der Temperatur des Reduktionsmittels berücksichtigt. Das Festlegen der Temperatur des Reduktionsmittels erfolgt dann unter Zuhilfenahme der zu erwarteten Abkühlung beziehungsweise Aufwärmung des Tanks. Hierdurch ist nochmals eine Verbesserung der Bestimmung des Temperaturbereichs, in dem sich das Reduktionsmittel befindet, erreicht, so dass die Abgasnachbehandlung gezielter durchgeführt werden kann.
  • Um den Datenpool zur Bestimmung des Temperaturbereichs, in dem sich das Reduktionsmittel befindet, zu erhöhen und somit eine weitere Eingrenzung dieses Temperaturbereichs zu erzielen, hat es sich bewährt, dass das erfindungsgemäße Verfahren nach einem Abstellen des Verbrennungsmotors durchgeführt wird. Hierdurch wird das Abkühl- beziehungsweise Aufwärmverhalten des Reduktionsmitteltanks in bestimmten Zeitabständen beobachtet, anhand dessen die Bestimmung des Temperaturbereichs erfolgt, in dem sich das Reduktionsmittel befindet. Hierfür wird, auch wenn das Kraftfahrzeug beziehungsweise dessen Verbrennungsmotor nicht in Betrieb ist, das Abgasnachbehandlungssteuergerät in bestimmten Zeitabständen, vorzugsweise einer Stunde, aufgeweckt und die zuvor beschriebene Temperaturbestimmung durchgeführt. Insbesondere lässt sich dadurch die Temperatur des Reduktionsmittels nach dem Start des Verbrennungsmotors viel genauer bestimmen, als dies im Stand der Technik möglich ist. Ferner erhält man dadurch einen größeren Datenpool, anhand dessen sich die Bestimmung des Temperaturbereiches, in dem sich das Reduktionsmittel befindet, exakter bestimmen lässt, was wiederum zu einer effizienteren Abgasnachbehandlung beiträgt.
  • In die gleiche Richtung zielt, dass das erfindungsgemäße Verfahren nach einem Starten des Verbrennungsmotors durchgeführt wird. Hierdurch erfolgt eine kontinuierliche Beobachtung der Temperaturentwicklung auch während des Betriebs des Fahrzeuges. Auch hierbei führt das Abgasnachbehandlungssteuergerät in bestimmten Zeitabständen, vorzugsweise allerdings kürzer als eine Stunde, die zuvor beschriebenen Temperaturbestimmung.
  • Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung erfolgt dauerhaft eine Kontrolle der Temperatur des Tanks, der Umgebungstemperatur des Kraftfahrzeugs und der Differenz der beiden Temperaturen sowie der Temperatur des Reduktionsmittels, so dass man damit eine gezieltere Statistik durchführen kann, die zu einer Beschränkung des Temperaturbereichs führt, in dem sich das Reduktionsmittel befindet. Die Abgasnachbehandlung kann aufgrund dieser genaueren Temperaturangabe für das Reduktionsmittel mit einer deutlich verbesserten Effizienz durchgeführt werden.
  • Nach einem anderen Gedanken der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Speichern der Temperatur des Tanks, der Umgebungstemperatur des Kraftfahrzeugs, der Differenz der beiden Temperaturen und der Temperatur des Reduktionsmittels in einer Datenbank erfolgt. Hierdurch ist es ermöglicht, die Daten in einfacher Weise abzulegen und bei Bedarf darauf zurückzugreifen.
  • Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung werden die erfassten und festgelegten Temperaturwerte für die Temperatur des Tanks, die Umgebungstemperatur des Kraftfahrzeugs, die Differenz der beiden Temperaturen und die Temperatur des Reduktionsmittels verworfen, wenn die festgelegte Temperatur für das Reduktionsmittel unterhalb seiner Erstarrungstemperatur liegt. Liegt nämlich die Temperatur für das Reduktionsmittel unterhalb seiner Erstarrungstemperatur, so liegt es nämlich in fester Phase vor, so dass eine Dosierung des Reduktionsmittels in das Abgas des Verbrennungsmotors nicht möglich ist.
  • Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass als Reduktionsmittel eine Harnstofflösung verwendet wird. Aus dieser Lösung bildet sich Ammoniak NH3, das als eigentliches Reduktionsmittel wirkt. Während der Abgasnachbehandlung werden die Stickoxide in Gegenwart des Ammoniaks zu Stickstoff reduziert. Damit ist wirkungsvoll die Emission von Stickoxiden entgegengewirkt.
  • Gesteuert wird das erfindungsgemäße Verfahren durch ein Abgasnachbehandlungssteuergerät. Diese ist dafür zuständig, dass durch Temperatursensoren die Temperatur des Tanks, die Umgebungstemperatur des Kraftfahrzeugs, die Differenz der beiden Temperaturen erfasst werden und mit Hilfe der in der Datenbank abgelegten Daten die Temperatur des Reduktionsmittels bestimmt wird.
  • Wie bereits zuvor erwähnt, wird speziell dann, wenn das Kraftfahrzeug beziehungsweise der Verbrennungsmotor nicht im Betrieb ist, dass Abgasnachbehandlungssteuergerät zum Erfassen der Temperaturen des Tanks und der Umgebung in einem vorbestimmten Zyklus aufgeweckt.
  • Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung wird das Festlegen einer Temperatur des im Tank befindlichen Reduktionsmittels anhand der erfassten Temperaturen des Tanks, der Umgebung und der Differenz davon mit Hilfe eines Temperaturbestimmungsmodells erfolgen. Durch solche Temperaturbestimmungsmodelle ist es möglich eine sehr gute Eingrenzung des Temperaturbereichs für das Reduktionsmittel zu erreichen. Durch das Anwachsen des Datenpools für die Temperaturwerte, die in der Datenbank gespeichert sind, kann die Bestimmung des Temperaturbereichs für das Reduktionsmittel, während der Lebenszeit des Abgasnachbehandlungssystems beziehungsweise des Kraftfahrzeuges immer weiter optimiert werden. Dadurch wird erreicht, dass dieser Temperaturbereich +/–20 K genau bestimmt werden kann, was eine deutliche Verbesserung des aus dem Stand der Technik bekannten +/–50 Kelvin bedeutet. Die Abgasbehandlungsvorrichtung kann somit deutlich effizienter betrieben werden.
  • Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
  • Es zeigen:
  • 1: schematische Darstellung eines Tanks für ein Reduktionsmittel, wie er in einem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt wird und
  • 2: ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • In 1 ist schematisch ein Tank 1 für ein Reduktionsmittel 2 dargestellt. An seinem unteren Ende sind an der Außenseite des Tanks ein Temperatursensor 3 und eine Heizung 4 angebracht. Mittels des Temperatursensors 3 kann die Temperatur TT des Tanks erfasst werden, aus welcher unter Zuhilfenahme der Umgebungstemperatur TU, welche durch einen hier nicht dargestellten Temperatursensor erfasst wird, auf die Temperatur TR des Reduktionsmittels geschlossen werden.
  • Dazu wird sinnvollerweise ein Temperaturbestimmungsmodell herangezogen, in dem die Temperatur TU der Umgebung mit der Temperatur TT des Tanks in einem mathematischen Model in Zusammenhang steht, aus welchem die Temperatur TR des Reduktionsmittels beziehungsweise aus einer Temperaturdifferenz TD dieser beiden Temperaturwerte TT und TU hervorgeht.
  • Damit das Ergebnis der Temperatur TT des Tanks nicht verfälscht wird, ist darauf zu achten, dass die Heizung 4 bei der Temperaturerfassung des Wertes TT nicht eingeschaltet ist. Die von der Heizung 4 abgestrahlte thermische Energie würde das Ergebnis für den Temperaturwert TT verfälschen, so dass eine falsche Temperatur TR des Reduktionsmittels 2 bestimmt werden würde.
  • Die Heizung 4 ist dafür vorgesehen, das Reduktionsmittel 2 zu heizen, wenn es eine für eine optimale Abgasnachbehandlung zu niedrige Temperatur aufweist.
  • Mit Hilfe der Temperaturwerte TT, TU und TD ist es also möglich auf die Temperatur TR des Reduktionsmittel 2 im Tank 1 zu schließen, ohne diese Temperatur TR direkt messen zu müssen, was aufgrund des chemisch aggressiven Verhaltens, der als Reduktionsmittel 2 verwendeten Harnstofflösung nur mit einem sehr hohen apparativen und kostenintensiven Aufwand über vertretbare Zeiträume im Lebenszyklus eines Kraftfahrzeuges möglich wäre.
  • Um die Bestimmung des Temperaturwertes TR genauer zu gestalten, wird eine regelmäßige Messung der Temperaturen TT und TU auch dann vorgenommen, wenn das Kraftfahrzeug beziehungsweise der Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeuges nicht in Betrieb ist, um daraus beziehungsweise aus deren Differenz TD auf die Temperatur TR des Reduktionsmittels 2 im Tank 4 zu schließen. Die so erfassten Temperaturdaten werden in einer hier nicht dargestellten Datenbank dauerhaft gespeichert und mittels eines ebenfalls nicht dargestellten Abgasnachbehandlungssteuergerätes beziehungsweise eines darauf gerichteten Programms in Temperaturwerte TR für das Reduktionsmittel im Tank umgewandelt, die ebenfalls in der Datenbank abgespeichert werden. Somit wird ein Datenpool geschaffen, mit welchem die Bestimmung des Temperaturwertes TR des Reduktionsmittels 2 im Tank 4 auf eine große Datenbasis gestellt wird. Dies hat zur Folge, dass eine verbesserte statistische Auswertung zur Bestimmung des Temperaturwertes TR des Reduktionsmittels 2 im Tank 4 gegeben ist. Mit Hilfe der Heizung 4 kann dann die Temperatur TR des Reduktionsmittels 2 im Tank 4 gegebenenfalls den optimalen Bedingungen angepasst werden.
  • Durch diese Maßnahmen ist erreicht, dass die gesamte Abgasnachbehandlung in einem optimaleren Temperaturbereich des Reduktionsmittels 2 erfolgen kann und somit effizienter und umweltverträglicher ist.
  • Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in 2 anhand eines Flussdiagramms dargestellt. Wie daraus ersichtlich wird nach einer vorgegebenen Zeitspanne eine Messung der Umgebungstemperatur TU und der Temperatur TT des Tanks 4 initiiert. Darauf erfolgt die Messung der Umgebungstemperatur TU durch einen dafür vorgesehenen Temperatursensor und der Temperatur TT durch den Temperatursensor 3.
  • Bei laufendem Verbrennungsmotor oder nach dessen Start erfolgt diese Initiierung in kurzen Zeitabständen, während nach einem Abstellen des Verbrennungsmotors diese Messung gegebenenfalls nur jede Stunde stattfinden, wozu das Abgasnachbehandlungssteuergerät dann aus einem Ruhe- beziehungsweise Schlafmodus aufgeweckt werden muss.
  • Aus den Temperaturwerten TU und TT für die Umgebung und des Tanks 4 wird eine Temperaturdifferenz TD gebildet. Mit Hilfe des Abgasnachbehandlungssteuergeräts wird nachfolgend anhand der Temperaturwerte TU, TT und TD mittels eines in dem Abgasnachbehandlungssteuergerät abgelegten Programms ein Temperaturwert TR für das Reduktionsmittel 2 und eine erwartete Abkühlung beziehungsweise Aufwärmung des Reduktionsmittels 2 bestimmt.
  • Der so bestimmte Temperaturwert TR des Reduktionsmittels 2 wird mit einer Erstarrungstemperatur TE des Reduktionsmittels verglichen. Im Falle der hier verwendeten Harnstofflösung liegt diese Erstarrungstemperatur TE bei ca. 262 Kelvin. Bei dieser Temperatur findet der Phasenübergang fest-flüssig statt. Fällt die Temperatur TR des Reduktionsmittels 2 unter den Wert TE werden die in diesem Messzyklus gemessenen und bestimmten Temperaturwerte TT, TU, TD und TR nicht in einer Datenbank abgespeichert, sondern verworfen. Nachfolgend wird, die Heizung 4 für das im Tank 1 befindliche Reduktionsmittel 2 eingeschaltet, damit sich das Reduktionsmittel wieder über seine Erstarrungstemperatur TE erwärmt und seine Phase von fest in flüssig ändert, so dass es zur Abgasnachbehandlung in flüssiger Form in das Abgas mittels des Abgasnachbehandlungssteuergeräts eindosiert werden kann, sofern der Verbrennungsmotor läuft. Gleichzeitig wird dadurch sichergestellt, dass beim Starten des Verbrennungsmotors das Reduktionsmittel 2 in flüssiger Form vorliegt und die Abgasnachbehandlung mit dem Starten des Verbrennungsmotors beginnen kann. Das Reduktionsmittel liegt nämlich nicht in fester Form vor, was ein Heizen durch die Heizung 4 nach sich ziehen würde, bis es wieder flüssig wäre, sondern in flüssiger Form, die zur Abgasnachbehandlung notwendig ist. Bevor der nächste Messzyklus beginnt, wird die Heizung 4 wieder ausgeschaltet.
  • Liegt der Temperaturwert TR des Reduktionsmittels 2 oberhalb seiner Erstarrungstemperatur TE, werden die im Messzyklus gemessenen und bestimmten Temperaturwerte TT, TU, TD und TR in der Datenbank gespeichert, so dass mit der Zeit ein großer Datenpool dieser Temperaturwerte vorliegt, anhand derer sich die Temperatur TR des Reduktionsmittels 2 in einem immer kleineren Temperaturbereich eingrenzen lässt. Die erwartete Abkühlung beziehungsweise Aufwärmung des Reduktionsmittels 2 lässt sich daher immer besser beschreiben, so dass die Abgasnachbehandlung effektiver erfolgen kann.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Tank
    2
    Reduktionsmittel
    3
    Temperatursensor
    4
    Heizung

Claims (10)

  1. Verfahren zur Bestimmung eines Temperaturbereichs eines in einem Tank (1) befindlichen Reduktionsmittels (2) für ein Abgasnachbehandlungssystem eines Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsmotor, mit folgenden Verfahrensschritten: a. Erfassen einer Temperatur (TT) des Tanks (1), b. Erfassen einer Umgebungstemperatur (TU) des Kraftfahrzeugs, c. Erfassen der Differenz der Temperatur (TD) des Tanks und der Umgebungstemperatur des Kraftfahrzeugs, d. Festlegen einer Temperatur (TR) des im Tank befindlichen Reduktionsmittels (2) anhand der in den Schritten a) bis c) erfassten Temperaturen und e. Speichern der in den Schritten a) bis d) erfassten oder festgelegten Temperaturen und f. Wiederholen der Schritte a) bis e) nach einer vordefinierten Zeitspanne.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich der Füllstand (F) des Tanks (1) bei der Erfassung und Festlegung der Temperaturen (TT, TU, TD, TR) berücksichtigt wird und dass das Festlegen der Temperatur (TR) unter Zuhilfenahme der erwarteten Abkühlung beziehungsweise Aufwärmung des Tanks (1) erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es nach einem Abstellen des Verbrennungsmotors durchgeführt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es nach einem Starten des Verbrennungsmotors durchgeführt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Speichern der in den Schritten a) bis d) des Anspruchs 1 erfassten oder festgelegten Temperaturen (TT, TU, TD, TR) in einer Datenbank erfolgt.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Schritten a) bis d) des Anspruchs 1 erfassten und festgelegten Temperaturwerte (TT, TU, TD, TR) verworfen werden, wenn die festgelegte Temperatur (TR) für das Reduktionsmittel (2) unterhalb seiner Erstarrungstemperatur (TE) liegt.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Reduktionsmittel (2) eine Harnstofflösung verwendet wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es von einem Abgasnachbehandlungssteuergerät gesteuert wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasnachbehandlungssteuergerät zum Erfassen der Temperaturen (TT, TU) in einem vorbestimmten Zyklus aufgeweckt wird.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Festlegen einer Temperatur (TR) des im Tank (4) befindlichen Reduktionsmittels (2) anhand der in den Schritten a) bis c) erfassten Temperaturen mit Hilfe eines Temperaturbestimmungsmodells erfolgt.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017201867A1 (de) 2017-02-07 2018-08-09 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Heizung für eine Abgasreinigungsanlage

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3036132B1 (fr) * 2015-05-13 2017-05-19 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de protection contre le gel d’un systeme embarque dans un vehicule automobile
DE102019208241B4 (de) * 2019-06-06 2024-01-18 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Bestimmen eines Zustands eines Reduktionsmittels für ein Abgasnachbehandlungssystem, sowie Fahrzeug

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007000526A1 (de) * 2006-10-19 2008-04-24 Denso Corp., Kariya Abgasreinigungsvorrichtung für eine Kraftmaschine
DE102007035983A1 (de) * 2007-08-01 2009-02-05 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden in einem sauerstoffhaltigen Abgas eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Dieselmotors
DE102010038361A1 (de) * 2010-07-23 2012-01-26 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Messung der Temperatur eines Mediums und Temperatursensor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007000526A1 (de) * 2006-10-19 2008-04-24 Denso Corp., Kariya Abgasreinigungsvorrichtung für eine Kraftmaschine
DE102007035983A1 (de) * 2007-08-01 2009-02-05 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden in einem sauerstoffhaltigen Abgas eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Dieselmotors
DE102010038361A1 (de) * 2010-07-23 2012-01-26 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Messung der Temperatur eines Mediums und Temperatursensor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017201867A1 (de) 2017-02-07 2018-08-09 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Heizung für eine Abgasreinigungsanlage
DE102017201867B4 (de) 2017-02-07 2023-03-02 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Heizung für eine Abgasreinigungsanlage

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